[发明专利]一种粉末催化材料、含金属有机框架复合多孔纳米催化材料的制备及应用

说明书

本发明公开了一种粉末催化剂能够催化光降解水中有机污染物磺胺甲噁唑、卡马西平和二甲酚橙的反应。同时公开了一种粉末催化材料的制备方法包括高温固相烧结法、柠檬酸凝胶法、反向共沉淀法和柠檬酸低温燃烧法。本发明还公开了一种复合催化材料的制备方法，制备得到SmErZrWO₈‑金属有机框架复合催化材料，可以用于光催化去除水体中的有机污染物磺胺甲噁唑、卡马西平和二甲酚橙。

技术领域

本发明涉及催化材料技术领域,更具体的说是涉及一种粉末催化材料、含金属有机框架复合多孔纳米催化材料的制备及应用。

背景技术

伴随着21世纪的到来，可持续发展成为全球各国发展中共同面临的问题。我们在享受经济高速发展带来的物质利益的同时，也面临着严重的能源短缺和环境污染问题。随着有机合成技术的进步，医药、农药、染料等得到大规模合成使用，同时也产生了大量难于生物降解的有机污染物进入水体环境中。

水中有毒难生物降解有机污染物的处理一直是水处理领域中的难点和热点课题。苯并三唑类紫外线吸收剂是塑料添加剂中非常重要的一类人工合成化合物，由于其较大的年生产量和其在建筑材料和油漆等产品中的广泛使用而逐渐引起国内外环境科学研究者们的关注。该类化合物具有水系迁移和通过食物链富集等复杂环境行为，毒理学数据也显示该类化合物具有一定的急性和重复剂量毒理效应，虽然关于这类化合物在河口水环境中的环境行为和污染现状的报道很少，但是有必要对这类污染物进行前瞻性研究，防范于未然。

近年来，药物及个人护理品作为一种新型污染物日益受到人们的关注，主要包括抗生素、消炎止痛药、精神类药物、β受体拮抗剂、合成麝香、调血脂药等各种药物以及化妆护肤品中添加的各种化学物质。其中，卡马西平是在水环境中广泛存在的一类污染物，由于在自然水体中浓度较低，目前研究主要集中在污水处理厂进出水，其大量使用和污水处理厂去除率低等因素可能对环境造成潜在生态威胁。

因此，研究一种有效提高有机污染物降解效率的催化材料的制备方法及应用是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效降解有机污染物的催化材料的制备方法及应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种粉末催化材料的制备方法，制备方法为固相烧结法，包括以下步骤：

(2)选取纯度为99.99％的Sm₂O₃、Er₂O₃、ZrO₂和WO₃为原材料，将摩尔比Sm₂O₃:Er₂O₃:ZrO₂:WO₃＝1:1:2:2的Sm₂O₃、Er₂O₃、ZrO₂和WO₃粉末充分混合；

(2)将充分混合的粉末在球磨机中研磨，粉末的粒径达到1.2-2.0微米，在200±30℃烘干3±0.5小时，压制成片，放入高温烧结炉中烧制；

(4)将温度升至400±30℃，保温4±1h后冷却，将粉末压片取出粉碎至粒径为1.0-1.8微米；

(4)将步骤(3)中的粉末压制成片，放入750±30℃高温烧结炉中烧结，保温8±1h后冷却，将粉末压片取出粉碎至粒径为1.0-1.5微米；

(5)将步骤(4)中的粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温，保温后冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.10-0.30微米，制得SmErZrWO₈粉末催化材料。